Astronomia e Universo: O que é luz?
A luz, como tudo no universo, é outra forma de expressar energia, mas é uma expressão extraordinária e única. A definição do dicionário fala que a luz é uma radiação eletromagnética (apesar de usarmos a palavra "luz" para nos referir somente à luz visível). Essa definição está correta, mas deixa de lado alguns aspectos mais interessantes da luz, aspectos estes que a tornam única.
Uma das coisas mais interessantes sobre a luz é que não há relação alguma entre a energia da luz e sua velocidade. Ela sempre viaja na velocidade mais rápida possível, não importando se se trata de infravermelho, de baixa energia, ou ultravioleta, de alta energia…Se é assim, então não podemos usar a velocidade da luz para descrever sua energia; fazemos isso através de sua amplitude. A amplitude é a "altura" das ondas que parecem expressar a luz como onda. Quanto maior a amplitude, maior a energia.
Outro dos aspectos interessantes da luz é sua dualidade onda/partícula. Não podemos realmente dizer que a luz é onda, e simplesmente ignorar que ela também é uma partícula. Ela existe naturalmente em um estado chamado superposição quântica, o que significa que ela existe simultaneamente em todos estados possíveis, mesmo se forem contraditórios. Para nossos propósitos, a luz é o que você quiser que ela seja no momento. Se você testar a luz como onda, ela vai agir como uma onda. Se você testá-la como partícula, ela vai se comportar como partícula. Este comportamento é a decoerência quântica, e acontece quando tentamos observar a luz. Sempre que o fizermos, a luz automaticamente sai da superposição quântica e se torna uma das muitas possibilidades em que ela estava existindo antes.
A velocidade da luz é outra coisa fundamentalmente interessante sobre ela. No vácuo, ela é uma constante absoluta, que nunca muda, e historicamente tem sido assunto de debates. Cientificamente falando, foi gasto mais tempo tentando descobrir a velocidade da luz, do que tentando entender por que ela se movia na velocidade em que se movia. Entretanto, Maxwell lançou uma luz (com o perdão do trocadilho) sobre o assunto ao conseguir mostrar que a velocidade da luz é uma função da permissividade e permeabilidade do meio em que ela se encontra viajando. A velocidade da luz no vácuo é, portanto, uma constante, porque o vácuo, não tendo matéria, não tem meios de mudar os valores dos quais depende a velocidade da luz. Apesar da velocidade variar em certos meios, normalmente trata-se de uma diferença muito pequena. Mas ela existe, o que dá origem a um efeito incrível, a radiação Cherenkov, um brilho azulado que se vê em piscinas de reatores nucleares, causado por partículas mais rápidas que a luz (na água).